新一代硅衬底GaN基LED大功率芯片
晶能光电的硅衬底GaN基大功率LED芯片是全球唯一款可以达到并远远超出照明应用要求的、可以规模化生产的大功率LED芯片。
公司硅衬底大功率GaN基LED芯片性能从芯片性能从2012年量产时的125lm/W迅速提升至2013年底的150lm/W，提升幅度达20%，可媲美市场主流大功率产品性能，同时产品已经通过LM80测试。短短两年时间，硅衬底大功率LED芯片已拥有30多家客户，成功应用于LED路灯、隧道灯等户外照明，LED筒灯、射灯、Par灯、地埋灯、洗墙灯等户内和景观照明，LED手机闪光灯、手电、头灯、矿灯、捕鱼灯等特殊照明领域。
在此基础上，公司新一代硅衬底GaN基LED大功率芯片成功问世。该产品采用金属-绝缘层-金属（M-I-M）的多层技术，在LED芯片内部嵌入N型金属，金属通过通孔（Via）与N-GaN进行欧姆接触（即作为电流扩散柱子）。该设计不仅可以进一步提高芯片的外量子效率，而且可以缓解“Droop效应”（即发光效率随电流密度增大而降低的现象），提高大电流下的光效。
产品名称：新一代硅衬底GaN基LED大功率芯片（以45mil芯片为例）
产品型号：LPIBB45B
主要性能参数（@350mA）：
Vf：2.8V-3.0V，主波长：450nm-460nm
光功率Po：裸芯主BIN 530-550mW，封装后蓝光650-680mW，白光发光效率140-160lm/W（5000-6000K）。
主要用途：
户外照明（道路，隧道等，洗墙灯，等等）、便携式照明（手机闪光灯，手电，台灯等等），室内照明（筒灯，射灯，PAR/BR灯，球泡灯等等）。
技术原理：
1）在P-GaN上蒸镀一层高反射率的Ag作为P-GaN欧姆接触层也是反射金属层。2）在外延片的一部分区域做刻蚀，刻蚀出一些洞，洞的深度至N-GaN层。3）在Ag合金上生长一层介质膜作为钝化层，对洞中的钝化层做刻蚀处理，露出N-GaN。4）蒸镀N型的电流扩散柱子及键合金属层。5）通过晶圆键合技术实现衬底转移，并对N-GaN表面做粗化处理。6）刻蚀掉小部分GaN层，露出反射金属层，并在反射金属层上做一个P焊盘。芯片的设计侧面示意图如图1.所示，制作好的芯片和封装好的灯珠如图2所示。
图1.新一代硅衬底GaN基LED大功率芯片设计侧面示意图
（a） （b）
图2. （a）新一代硅衬底GaN基LED大功率芯片裸芯，（b）封装好的灯珠
关键技术及创新点：
晶能光电新一代硅衬底GaN基LED芯片除了采用了传统垂直结构芯片的技术之外，还有一个关键技术及创新点即通孔Via，通孔可以使N型金属嵌入LED芯片内部。因此量子阱发光区（MQW）向芯片外部的发光不会再受到N电极的阻挡，这样就可以提高芯片对光的提取效率。
传统的垂直结构芯片中N型金属设计为一些电极线（格栅），电流通过电极线往N-GaN的表面传输，这样一定会造成越靠近电极线附近的区域其电流密度越大，造成电流拥堵，从而降低发光效率（Droop效应）。而新一代硅衬底GaN基大功率LED芯片的N型金属通过通孔Via与N-GaN进行接触，所有通孔Via中的N型金属都连接于芯片的基板。由于通孔均匀地分布在芯片内部，这样电流也就均一地分布在N-GaN之中。由于消除了电流拥堵现象，因此可以缓解Droop效应，提高光效。
专利和技术水平：
序号 | 专利名称 | 专利号 |
1 | 一种改善出光率的发光二极管倒装芯片及其制备方法 | 201210328328.7 |
2 | 一种GaN基白光倒装芯片的制备方法 | 201210561072.4 |
3 | 一种衬底图形化的倒装LED芯片及其制备方法 | 201210579025.2 |
4 | 一种倒装LED芯片及其制备方法 | 201310708872.9 |
5 | 一种用于倒装芯片的荧光胶涂布方法 | 201310744641.3
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本产品是在已可规模化量产的硅衬底大功率LED芯片的基础上开发的更高性能的大功率LED芯片，技术水平居在硅衬底LED领域居全球领先水平。
测试报告：
用户证明：
技术获奖：
